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海水溫差能是因深部海水與表面海水的溫度差而產(chǎn)生的能量，也叫做“海洋熱能”。據(jù)專家們估計(jì)，僅北緯20°至南緯20°之間的海域，海水溫差的發(fā)電能量就足以達(dá)到26億kW。全世界海洋蘊(yùn)藏的海水溫差能量大約能發(fā)電600億kW。在我國(guó)的海域內(nèi)，可供利用的海水溫差能量大約能發(fā)電1．2億kW。
首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想的，是法國(guó)物理學(xué)家阿松瓦爾。1926年，法國(guó)物理學(xué)家G•Claude進(jìn)行了海水溫差發(fā)電的小型試驗(yàn)。他在燒瓶A里加入28°的溫水(這相當(dāng)于海水表層的水溫)；連接在另一端燒瓶B里放入冰塊，并保持0°水溫(以代表海洋深層的水溫)。用真空泵將A燒瓶?jī)?nèi)的空氣抽出(抽到壓力低到1／25大氣壓)。由于液體的沸點(diǎn)是隨著加在液面上壓力的減小而降低的，所以在此低壓下，足以使得燒瓶中28℃的水沸騰起來(lái)。要是能夠使燒瓶?jī)?nèi)的真空度進(jìn)一步提高，也就是使燒瓶?jī)?nèi)的壓力變得更低，那么燒瓶?jī)?nèi)的溫水就會(huì)提前沸騰而迅速蒸發(fā)。這樣，相對(duì)于燒瓶B內(nèi)0℃的冰塊，就產(chǎn)生了以水蒸汽壓差為主的壓力差。于是，A燒瓶?jī)?nèi)蒸發(fā)的水蒸汽通過(guò)一個(gè)噴嘴噴出，推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
現(xiàn)在的新型海水溫差發(fā)電裝置，是首先把海水引入太陽(yáng)能加溫池，將海水加溫到45-60 ℃有的可高達(dá)90℃)，然后再將溫海水引進(jìn)保持真空的某一空間，讓它蒸發(fā)，借助于水蒸汽來(lái)推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
不過(guò)通常的做法是，采用氨作為工作物質(zhì)，用氨來(lái)吸收海水表層的熱量而蒸發(fā)氨蒸汽，以推動(dòng)氣輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。做完功以后的氨被送進(jìn)冷凝器(由深層的冷海水進(jìn)行冷凝)，再通過(guò)泵將液態(tài)氨重新泵入蒸發(fā)器，同時(shí)利用表層海水使氨再次蒸發(fā)，繼續(xù)發(fā)電。
1930年，克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站，獲得了10 kW的功率。1979年，美國(guó)在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發(fā)電試驗(yàn)臺(tái)，發(fā)電功率53．6 kW。1981年，日本在南太平洋的瑙魯島建成了一座100 kW的海水溫差發(fā)電裝置，1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級(jí)的同類電站。海水溫差發(fā)電涉及耐壓、絕熱、防腐材料、熱能利用效率等諸多問(wèn)題，目前各國(guó)仍在積極探索中。
利用海水的溫差來(lái)進(jìn)行發(fā)電，還可以得到一種副產(chǎn)品——淡水，所以說(shuō)海水溫差發(fā)電還兼有海水淡化的功能。一座發(fā)電能力為10萬(wàn)kW的海水溫差發(fā)電站，每天可分餾出378 m3的淡水，以解決工業(yè)用水及飲用之需，另一方面，由于電站抽取的深層冷海水中富含營(yíng)養(yǎng)鹽類，所以在海水溫差發(fā)電站的周圍，正是浮游生物及魚(yú)類棲息的理想場(chǎng)所，這將有利于提高魚(yú)類的近海捕撈量。 |
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